氢化物发生原子荧光光谱法测定地表水中微量锑

雷 丹

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

氢化物发生原子荧光光谱法测定地表水中微量锑

雷 丹

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

利用氢化物发生原子荧光光谱法测定地表水中微量锑,确定了合理有效的仪器测试条件、主要试剂浓度及检出限、精密度。结果表明:使用原子荧光光谱法测定地表水中微量锑具有灵敏度高、准确性好、仪器操作方便等优点,具有良好的可行性和适用性,适宜水中微量锑的测定。

氢化物发生;原子荧光光谱法;地表水;微量锑

锑是一种广泛分布于自然界的有毒元素,对人体有慢性毒性。环境中的锑污染来自两个方面:一是人为污染,如采矿、选矿、冶炼等工业生产过程排放了含锑的废水、废气、废渣;二是自然污染,主要是富集锑地区其特殊的地质条件造成了周边环境中锑含量偏高现象。受人为排放、岩石风化和雨水冲刷等因素影响,水体成为大部分锑元素的环境归宿。而锑以各种化合物形式、悬浮态或溶解态存在于水环境中,主要化合价态为Sb3+和Sb5+。无机锑化合物的毒性强于有机锑,3价锑的毒性强于5价锑。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)[1]和《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)集中式生活饮用水源地特定项目[2]的毒理性指标中锑的标准限值为5μg/L,日本规定为2μg/L,美国规定为6μg/L,世界卫生组织规定饮用水中锑含量应低于5μg/L。因此,监测地表水中锑含量具有重要的环境意义。

目前,测定水样中锑的检测方法有原子荧光光谱法、火焰原子吸收法和5-Br-PADAP光质法。火焰原子吸收法和5-Br-PADAP光质法最低检出浓度大于5μg/L,因此不适应测定地表水中锑,原子荧光光谱法最低检出浓度为2μg/L,可用于测定地表水中的锑及化合物[3]。本研究意在探讨用氢化物发生原子荧光光谱法测定地表水中锑。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

1.1.1 仪 器

AFS—9700全自动注射式氢化物发生原子荧光光度计(北京科创海光仪器有限公司生产)。

1.1.2 试 剂

1.盐酸(优级纯)。

2.2.0%硼氢化钾溶液:称取2.5 g KOH,溶于少量去离子水,加入10.0 g KBH4,(分析纯)并使之溶解,用水稀释至500 mL(临用现配)。

3.5%硫脲-抗坏血酸溶液:称取5.0 g,硫脲(分析纯)和5.0 g抗坏血酸,溶于100 mL去离子水中(临用现配)。

4.载流溶液:3%盐酸水溶液。

5.锑标准溶液:100μg/L(购于国家标准物质研究中心)。

6.锑标准中间液:准确移取1.0 mL浓度为100 μg/L的锑标准溶液量于100 mL容量瓶中,用3%的盐酸定容至刻度,此溶液浓度为1.0μg/mL,锑标准使用液:0.1μg/mL。

7.氩气(纯度＞99.999%)。

1.2 仪器条件

按照仪器操作规程进行样品测定。仪器条件见表1。

1.3 标准曲线的绘制

分别吸取0.1μg/mL锑标准使用液/mL:0、0.5、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00于50 mL容量瓶,加入硫脲-抗坏血酸10 mL,用3%盐酸定容至50 mL,摇匀。配制成含锑浓度/μg·mL-1:0、1.0、2.0、4.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0的标准系列。

表1 仪器条件

按实验方法和设定条件连续3 d绘制标准曲线测定其荧光强度(其标准曲线见图1),进行回归分析,从图1中可看到,在0～10.00μg/mL的范围内,锑标准曲线线性良好,相关系数r为0.999 5。

图1 锑标准曲线

1.4 样品测定

清洁地表水直接取样,混浊水样用0.45μm滤膜过滤后取样,样品分成4小份,各20 mL,分别置于25 mL比色管中,加入2.5 mL浓盐酸后,再加入2.5 mL硫脲-抗坏血酸溶液,摇匀并放置20 min后测定。开机设定好仪器最佳条件,稳定30 min后,开始测定。

2 结果与讨论

2.1 盐酸酸度的选样

实验表明,当盐酸浓度为3%时,荧光值接近最大,因而应使用荧光值较低的优级纯的酸。

2.2 硼氢化钾浓度的选择

实验表明,在配制 KBH4溶液时,需要将 KBH4固体溶解在一定量的 KOH碱溶液中以保证 KBH4的稳定性。实验表明,KBH4浓度为2.0%时,可以产生稳定和较强荧光信号,满足测定需要。

2.3 仪器工作条件的影响

实验表明,在一定范围内负高压、灯电流与荧光强度成正比,试验中要高度关注灯电流,若灯电流过大,会产生自吸和噪声,影响测定结果。

2.4 共存离子的干扰实验

经对水中常见元素干扰试验,发现Pb 1 mg/L、Zn 2 mg/L、Cd 2 mg/L、Cu 2 mg/L时,对1μg/L的锑测定无明显干扰。对不同砷含量样品进行试验,发现当As浓度＞0.1 mg/L时,As元素对测定有正干扰。而一般地表水中这些共存离子的浓度都较低,不会影响检测结果。

2.5 检出限

对空白样品连续测定3 d,每天5次共重复15次,计算得到锑的检测限为0.002 ng/mL。

2.6 精密度试验

取不同地点清洁水样2份进行精密度试验,每份样品,平行测定4次。相对标准偏差(RSD)计算公式如下:

测定结果见表2。

表2 锑实际样品精密度试验结果

2.7 准确度试验

对实际样品加标回收,取2份清洁水样进行加标回收率试验,回收率计算公式如下:

实际样品回收率在99.2%～100.8%之间,测定结果见表3。

表3 锑实际样品加标回收试验

3 结 语

试验结果表明,在盐酸介质中,以硼氢化钾作还原剂,使锑生成锑化氢,将锑化氢导入石英炉原子化器进行原子化。以锑特种空气阴极灯作激发光源,锑原子受光辐射激发产生电子跃迁,当激发态的电子返回基态时即发生荧光,荧光强度在一定浓度范围与锑含量成正比。此方法结果精密度和准确度都比较理想,而且检测周期短,劳动强度小,成本低,工作效率高。

[1] GB 5749-2006,生活饮用水卫生标准[S].

[2] GB 3838-2002,地表水环境质量标准[S].

[3] 丁庆云,彭利,朱奕,等.氢化物发生-原子荧光光谱法测定地表水中锑方法探讨[J].光谱实验室,2008,25(3):412-415.

Determination of Trace Stibium in Surface Water Using Hydride Generation Atomic Fluorescence Spectrometry Method

L EI Dan

(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

Hydride generation atomic fluorescence spectrometry method was used for determination of trace stibium in surface water.The optimal conditions of equipment,the concentration of main reagents,the detection limit,and the degree of precision were determined.It has proved that the method was very simple with good linearity and good accuracy,which is suitable to determine the trace Sb in surface water.

hydride generation;atomic fluorescence spectrometry method;surface water;trace stibium

O433.5

A

1003-5540(2012)03-0078-03

雷丹(1985-),女,助理工程师,主要从事环境保护和环境监测工作。

2012-02-20